成分在线检测系统，提供混合料的在线成分分析结果，配料系统根据在线成分分析结果与生产控制目标的差值，计算并向控制系统提供下料调整指令，通过闭环控制，最终使成分波动减小。配料系统分粗调与细调两个环节，前者为前馈，后者为反馈，系统根据计算的应加量，通过控制变频器或皮带秤的方式，改变加入量进行粗调，根据成分在线检测系统的检测值进行细调。

项目研发了以数据平台软件为基础、以能量流网络信息描述模型为核心、以能源精细化管理为特色的大数据能源管理系统，解决了多介质预测调度的实用化问题。 1）在数据平台方面，①开发了DataX软网关，提供实时数据交换、业务数据交换驱动接口，并实现了OPC、Modbus、HJ 212、DBLink等多种类型的数据驱动，解决了多源异构数据的采集问题；②确保数据质量，减少人为修数工作：利用仪表量程实现了异常数据的自动过滤；利用上下文信息实现对表底数据正常清零、异常回零的判断，对正常清零的数据从下一秒开始在零值基础上继续计算差值，避免出现大负数；利用采集数据上的时标信息判断是否丢数，对丢数的表底值待其通讯恢复后将差值均匀填入到丢数时间段内的各周期，避免最后一个周期过大而其他周期为零；③自主开发了时序数据库内核，通过面向时序数据的索引优化、压缩算法，代替实时数据库作为原始时序数据的存储引擎，实现单机每秒5万条写入速度和每秒百万条的读取速度；④设计了多时间尺度、多值类型的数据存档结构，以便为各种业务提供粒度匹配的数据，并对多存档进行自动平衡存储以提高数据的并发读写速度；⑤对业务频繁读取的数据进行缓存优化，包括数据缓存、配置信息缓存、报表缓存等，使系统查询速度提高了50倍。上述技术并用，消除了对实时数据库软件、关系数据库软件依赖，提供了秒分时日月、原始值、确认值、平衡值多种数据类型，满足了业务的数据需求。

超薄不锈精密带钢生产难度极大，特别是宽度≥400mm的宽幅薄带生产中存在板形及厚度精度难以控制、钢质纯净度低导致的轧制穿孔等技术难题和长线退火过程中的抽带、断带及折印等生产难题，无法满足用户对高平整度（不平度≤0.1mm/m）、高表面质量使用需求和稳定生产。围绕上述难题，项目组在板形、张力控制、钢质纯净度等方面进行研究开发，实现了以下创新： （1）首次基于边界积分的压扁计算方法，耦合辊系变形和金属塑性成形特性，开发出以复合性多曲线锥度辊系配置、高强韧钛合金轧辊设计和多轧程板形动态控制为核心的成套轧制技术，实现了宽幅超薄不锈精密带钢的高精度稳定轧制，厚度0.02mm、宽度640mm的产品国际首发。 （2）开发出多点转矩平衡补偿、螺旋芯轴型展平辊设计、非线性卷取张力动态调整的热处理线张力精准控制技术三大关键技术，解决了宽幅超薄不锈精密带钢长线退火过程中断带、折印及塌卷等世界性难题，实现了大卷重（2吨以上）超薄带高效连续稳定生产。 （3）开发出超薄带钢高表面系列控制技术，包括高纯净度塑性化夹杂物控制、无磷Na2SiO3高活性环保清洗（残留物≤3mg/m²）、同步接触辊式密封等技术，解决了超薄带钢轧制穿孔、表面划伤、清洗不良等问题，产品表面精美，覆膜性好。 （4）开发出软态、高硬高弹、去应力TA等性能调控技术，形成了20余种特殊功能的系列产品。 申请发明专利11项，授权5项，起草行业标准3项，发布2项，论文发表18篇，并形成一整套具有自主知识产权的宽幅不锈钢超薄料关键生产工艺技术，厚度0.02mm且宽度600mm以上国际独有。项目总体技术达到国际领先水平。

国家自然科学基金委员会现发布“多相反应过程中的介尺度机制及调控”重大研究计划2018年度项目指南，请申请人及依托单位按项目指南中所述的要求和注意事项提出申请。 过程工业涵盖能源和资源转化利用等重要基础产业，但效率低、污染重、资源浪费严重，多数过程的工艺技术开发周期长、风险和费用高，这些问题已成为可持续发展的瓶颈。多相反应是其中最普遍与最核心的过程，探索这些过程中介尺度结构的形成机理、实现其科学定量描述与定向调控已成为过程工业发展的前沿。 　　多相反应过程中的介尺度机制是指由大量单元组成的系统在个体单元与整体系统之间的尺度范围内复杂时空结构的形成与演化规律。主要包括两个层次的介尺度问题，其一，分子尺度到颗粒（包括气泡、液滴等离散单元）尺度间的材料结构或表界面时空尺度；其二，颗粒尺度到反应器尺度间形成的非均匀结构的时空尺度。本重大研究计划将阐明其机理，发展模拟计算与实验表征方法，进而建立相关模型与理论，重点揭示介尺度结构对流动-传递-反应行为的影响及其耦合规律，建立多相反应过程定量设计、优化和调控的方法，形成以介尺度科学为基础的过程工程学科新方向，服务于相关工艺和过程的开发。

基于转炉炉型维护的溅渣护炉技术。通过副枪测试，动态调整炉渣组分，建立炉渣FeO的数据模型，准确的获得终渣的物理、化学特性，指导计算机自动调整炉渣；建立溅渣护炉枪位自动控制模型，保证溅渣效果，尽可能延长溅渣层在炉衬上的存留时间， 干式除尘条件下转炉高碳出钢技术。通过对“前烧期”冶金过程的研究，达到控制顶吹氧气流量实现“前烧期”的熔池搅拌控制的目的，使干式除尘转炉自动吹炼过程必须能够起枪进行双渣操作；建立自动炼钢双渣模型，增加前期脱磷率，在干式除尘转炉自动炼钢条件下实现高拉碳。 转炉底吹透气砖快速热更换技术。重新设计专利底吹透气砖与专用钻孔机构，严格按照预定的操作步骤，将被更换的透气砖钻透，在芯砖上涂抹好镁质泥浆并迅速将其装进透气砖孔中，用螺栓将法兰紧固，接好尾管，实现在热态下用较短时间更换透气砖，达到全炉役底吹的目的。 适合宣钢条件的卷扬提升式钢包全程加盖技术。由于宣钢LF精炼炉采用旋转电极式双工位设计，钢包车穿跨布置的工况，导致宣钢不能采用插齿式钢包加盖机构，因此重新设计一种可上下前后移动的卷扬提升式钢包加揭盖设备，生产时按照预定的操作步骤执行加盖揭盖操作，实现钢包全程加盖。

本项目重点针对基于商用车正向设计轻量化用钢的开发与应用技术进行系统研究、技术创新及攻关，主要性能指标包括：1）商用车整车钢材减重10%以上； 2）完成500-960MPa级高强、易焊接、抗疲劳系列用钢的开发；3）进行高强材料冲压回弹及剪切技术研究、零部件仿真模拟精确度控制技术及安全性评价技术研究。 该项目实施以来，累计销售商用车轻量化用钢36.2万吨，经济效益方面，新增产值10.0亿元，企业效益1.24亿元，为客户创造利润0.42亿元。社会效益方面，按2016年新增重载商用车73万辆计算，整车轻量化后，累计节约燃油0.08亿吨/年，减少碳排放0.22亿吨/年，每辆车节约燃油成本7.4万元/年，节能环保效果明显。另外，建立的“先进材料-优化设计-精密制造-安全评价”四位一体的正向开发理念对钢铁企业与下游行业共同解决关键应用难题具有重要示范作用，使整车零部件研发周期由原来的4-5年缩短到2年以内，最短零部件研发周期可缩短到半年以内。

本重点专项的总体目标是：围绕新材料“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”的战略目标，融合高通量计算（理论）/高通量实验（制备和表征）/专用数据库等关键技术，变革材料研发理念和模式，实现新材料研发由“经验指导实验”的传统模式向“理论预测、实验验证”的新模式转变，显著提高新材料的研发效率，增强我国在新材料领域的知识和技术储备，提升应对高性能新材料需求的快速反应和生产能力；培养一批具有材料研发新思想和新理念，掌握新模式和新方法，富有创新精神和协同创新能力的高素质人才队伍；促进高端制造业和高新技术的发展，为实现“中国制造2025”的目标做出贡献。

北京科技大学张立峰教授团队建立开发的数值模拟方法和仿真技术可以准确地计算并预测钢精炼和连铸过程的工作状况，有利于钢洁净度和铸坯质量的精准控制。建立的模型适用于不同钢铁企业、不同钢种、不同生产流程、不同冶金设备。内容包括：钢包吹氩精炼模拟仿真、RH真空精炼模拟仿真、连铸中间包模拟仿真、连铸结晶器模拟仿真、连铸一冷数值计算、连铸二冷数值计算等。自主开发或升级了相关模型，部分模型包括气泡浮选夹杂物模型、夹杂物碰撞聚合模型、夹杂物凝固捕捉模型、结晶器一冷模型等。

（一）总体目标 深入贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神，落实《国家创新驱动发展战略纲要》要求，按照“争高端、促转型、强基础”的总体目标，强化制造核心基础件和智能制造关键基础技术，在增材制造、激光制造、智能机器人、智能成套装备、新型电子制造装备等领域掌握一批具有自主知识产权的核心关键技术与装备产品，形成以互联网为代表的信息技术与制造业深度融合的创新发展模式，促进制造业创新发展，以推进智能制造为方向，强化制造基础能力，提高综合集成水平，促进产业转型升级，实现制造业由大变强的跨越。 （二）发展思路 1．探索高端，构筑先发优势 结合互联网、物联网、大数据等新一代信息技术发展网络协同制造模式，加强新兴产业关键装备、智能机器人、3D打印制造等核心技术攻关，力争率先突破，赢得战略主动。 2．强化基础，增强保障能力 针对制造业基础能力薄弱和产品质量不高的问题，重点攻克轴承、液压件、仪器仪表等核心基础零部件，研发工艺库、材料参数库和制造过程核心软件产品。 3．两化融合，推动供给改革 结合云计算、大数据、物联网等信息技术的发展，创新大数据制造服务、大规模定制、集团管控等企业经营管理模式，积极探索信息技术与制造技术的融合创新。 4．绿色制造，促进持续发展 针对资源、环境刚性约束增强，以信息技术为基础改造传统产业，探索高效、节能、节材产品设计创新、智能化工艺、服务运维等全生命周期绿色化模式，实现制造业的可持续发展。

将计算机人工智能技术应用到炼铁高炉热风炉的上位机控制中，实现烧炉过程全自动控制，在烧炉、换炉、送风过程保持全过程监控与计算，依靠热焓数学计算模型与专家策略系统实现使用二级模型计算机全自动控制热风炉进行燃烧。 中冶京诚的高炉热风炉燃烧控制模型采用数学模型结合专家系统的方式。 数学模型可以进行较精确的热平衡计算，依据回归公式计算热风炉蓄热量，可随时反映炉子的热状态，为专家系统控制提供依据，使热风炉满足高炉对风温的要求。 专家系统可以满足热风炉非线性、大滞后、慢时变特性的复杂控制要求，在燃烧工作环境变化其特性也在不断发生变化的情况下，达到比较精确的控制效果。 热风炉燃烧模型系统包括：蓄热模型、热平衡模型、残氧控制专家系统、拱顶温度控制专家系统、废气温度控制专家系统、煤气平衡模型等，分别应用于不同的燃烧阶段与达到不同的控制目的。